ITMI20060792A1 - LPI ENGINE SYSTEM - Google Patents

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ITMI20060792A1
ITMI20060792A1 IT000792A ITMI20060792A ITMI20060792A1 IT MI20060792 A1 ITMI20060792 A1 IT MI20060792A1 IT 000792 A IT000792 A IT 000792A IT MI20060792 A ITMI20060792 A IT MI20060792A IT MI20060792 A1 ITMI20060792 A1 IT MI20060792A1
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IT
Italy
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fuel
engine
injector
lpi
lpg
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Application number
IT000792A
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Italian (it)
Inventor
Deok Ryol Kim
Original Assignee
Franzosi Roberto
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Description

DESCRIZIONE DESCRIPTION

Ammessa a domanda di brevetto per INVENZIONE INDU-STRIALE avente per titolo: Patent application admitted for INDUSTRIAL INVENTION entitled:

"Sistema di motore LPI" "LPI engine system"

DESCRIZIONE DESCRIPTION

SFONDO DELL' INVENZIONE BACKGROUND OF THE INVENTION

-(a) Campo dell'Invenzione - (a) Field of the Invention

La presente invenzione si riferisce a sistemi di motore LPI (iniezione di gas di petrolio liquefatto) e, più particolarmente, ad un sistema di motore LPI che inietta direttamente GPL (gas di petrolio liquefatto) sotto alta pressione in un sistema di aspirazione di un motore per mezzo di un iniettore. The present invention relates to LPI (Liquefied Petroleum Gas Injection) engine systems and, more particularly, to an LPI engine system that directly injects LPG (Liquefied Petroleum Gas) under high pressure into an intake system of an engine. by means of an injector.

(b) Descrizione della tecnica relativa Generalmente, i sistemi di motore a GPL sono costruiti in modo tale che il carburante GPL, contenuto nel serbatoio del carburante, venga alimentato al motore dopo essere stato evaporato per mezzo di un miscelatore ed un evaporatore. Tuttavia, in tali sistemi di motore a GPL convenzionali, poiché è difficile per una ECU (unità di controllo elettronico) controllare con precisione il rapporto di iniezione del carburante, la facilità di avviamento del motore è ridotta nel periodo invernale e la prestazione di potenza ed il rapporto di consumo di carburante del motore diminuiscono. I-noltre, per il problema di creazione di depositi quando si brucia il carburante GPL, il motore è instabile quando è in folle, e spesso si manifestano arresti del motore . (b) Description of the related art Generally, LPG engine systems are constructed in such a way that the LPG fuel contained in the fuel tank is fed to the engine after being evaporated by means of a mixer and an evaporator. However, in such conventional LPG engine systems, since it is difficult for an ECU (electronic control unit) to precisely control the fuel injection ratio, the ease of starting the engine is reduced in the winter period and the power and power performance the fuel consumption ratio of the engine decrease. Also, due to the problem of creating deposits when the LPG fuel is burned, the engine is unstable when in neutral, and engine stops often occur.

Per risolvere i problemi summenzionati, sono stati sviluppati sistemi di motore LPI, che iniettano direttamente il carburante GPL sotto alta pressione e allo stato liquefatto per mezzo di un iniettore senza richiedere un miscelatore o un evaporatore. To solve the aforementioned problems, LPI engine systems have been developed, which directly inject LPG fuel under high pressure and in the liquefied state by means of an injector without requiring a mixer or evaporator.

In questo sistema di motore LPI, poiché il carburante GPL viene iniettato direttamente attraverso un iniettore e una ECU è in grado di controllare esattamente l'iniettore, il rapporto di consumo di carburante, la prestazione di potenza e la stabilità del motore ri-sultano migliorati, e non è necessaria la manutenzione del veicolo per risolvere l'accumulo di residui catramosi. In this LPI engine system, since LPG fuel is injected directly through an injector and an ECU is able to exactly control the injector, the fuel consumption ratio, power performance and engine stability are improved , and no vehicle maintenance is required to resolve the build-up of tar residues.

Tuttavia, il sistema di motore LPI convenzionale presenta il problema che, quando il motore è nella fase di avviamento e non è ancora acceso, la pressione nel sistema carburante aumenta eccessivamente per l'aumento della temperatura del sistema carburante, cosicché il carburante GPL gocciola nel sistema di aspirazione del motore attraverso l'iniettore. However, the conventional LPI engine system has the problem that, when the engine is in the starting phase and not yet running, the pressure in the fuel system increases excessively due to the increase in the temperature of the fuel system, so that the LPG fuel drips into the engine. engine intake system through the injector.

Questo problema è provocato dall'aumento del volume del carburante GPL per l'evaporazione del carburante GPL, che era in fase liquida sotto alta pressione, con conseguente aumento della temperatura del sistema di carburante quando l'accensione non è stata ancora at-tivata. Quando invece il veicolo è in marcia, il carburante GPL sotto alta pressione viene mantenuto nello stato liquefatto per effetto del raffreddamento naturale dovuto all'aria esterna ma, quando il motore pas-sa allo stato di accensione disattivata, quando si ferma il veicolo, il raffreddamento naturale del sistema carburante per effetto dell'aria esterna non può essere ottenuto, cosicché il sistema carburante viene riscaldato attraverso trasferimento termico per effetto delle condizioni di alta temperatura nel compartimento motore. This problem is caused by the increase in the volume of the LPG fuel due to the evaporation of the LPG fuel, which was in the liquid phase under high pressure, resulting in an increase in the temperature of the fuel system when the ignition has not yet been activated. On the other hand, when the vehicle is in motion, the LPG fuel under high pressure is kept in the liquefied state due to the natural cooling due to the external air but, when the engine switches to the ignition deactivated state, when the vehicle is stopped, the Natural cooling of the fuel system by the effect of outside air cannot be achieved, so that the fuel system is heated through thermal transfer due to the high temperature conditions in the engine compartment.

Pertanto, il GPL gocciola nel sistema di aspirazione del motore durante il periodo in cui l'accensione è disattivata, e quando il motore viene successivamente rimesso in marcia, il carburante GPL, che viene normalmente iniettato dall'iniettore controllato dalla ECU, viene miscelato e bruciato insieme al GPL che è rimasto nel sistema di aspirazione per effetto del gocciolamento, e si presenta il problema che il gas di scarico contiene una quantità eccessiva di idrocarbu-ri . Thus, LPG drips into the engine's intake system during the time the ignition is turned off, and when the engine is subsequently restarted, the LPG fuel, which is normally injected by the ECU controlled injector, is mixed and burned together with the LPG which remained in the intake system due to the dripping effect, and the problem arises that the exhaust gas contains an excessive amount of hydrocarbons.

SOMMARIO DELL'INVENZIONE SUMMARY OF THE INVENTION

Realizzazioni della presente invenzione provvedono un sistema di motore LPI che inietta direttamente il carburante GPL sotto alta pressione in un sistema di aspirazione di un motore attraverso un iniettore ed è in grado di controllare con precisione il rapporto di iniezione del carburante GPL attraverso il controllo dell'<’>iniettore, migliorando in tal modo il consumo di carburante e la prestazione di potenza del veicolo, migliorando la facilità di avviamento in inverno e rendendo non più necessari interventi di manutenzione sul veicolo per risolvere il problema dell'accumulo di prodotti catramosi dopo la combustione. Embodiments of the present invention provide an LPI engine system which directly injects LPG fuel under high pressure into an engine intake system through an injector and is capable of precisely controlling the LPG fuel injection ratio by controlling the LPG fuel. <'> injector, thus improving the fuel consumption and power performance of the vehicle, improving the ease of starting in winter and making maintenance on the vehicle no longer necessary to solve the problem of the accumulation of tar products after the combustion.

Le realizzazioni della presente invenzione provvedono un sistema di motore LPI in cui l'iniettore, che regola il rapporto di iniezione di carburante GPL iniettato nel sistema di aspirazione del motore, comprende una parte di chiusura del circuito che funziona per controllare il percorso di iniezione del carburante GPL a seconda della condizione di avviamento del motore, impedendo così che il carburante GPL goccioli nel sistema di aspirazione del motore attraverso l'iniettore quando il motore è nella condizione di accensione disattivata. Embodiments of the present invention provide an LPI engine system in which the injector, which adjusts the injection ratio of LPG fuel injected into the engine's intake system, includes a circuit closing portion which functions to control the injection path of the engine. LPG fuel depending on the starting condition of the engine, thus preventing LPG fuel from dripping into the engine intake system through the injector when the engine is in the ignition off condition.

Il sistema di motore LPI secondo una realizzazione della presente invenzione comprende un iniettore che è disposto in un sistema di aspirazione di un motore per iniettare carburante GPL. Un serbatoio contiene il carburante GPL per alimentare tale carburante all'iniettore. Una tubazione di alimentazione ed una tubazione di recupero sono collegate tra l'iniettore ed il serbatoio di carburante, cosicché il carburante GPL viene fornito e recuperato attraverso la tubazione di alimentazione e la tubazione di recupero. Una EMS ECU (unità di controllo elettronico del sistema di gestione del motore) controlla il tempo di iniezione e il rapporto di iniezione del carburante GPL da iniettare attraverso l'iniettore, a seconda delle condizioni di marcia. Una LPI ECU (unità di controllo elettronico di iniezione di gas di petrolio liquefatto) rivela variazioni di temperatura e pressione del carburante GPL in un serbatoio e sistema di recupero definito tra il serbatoio del carburante e 1'iniettore e controlla il sistema di alimentazione e di recupero del carburante cosicché l'alimentazione di carburante GPL è limitata durante una condizione di emergenza. The LPI engine system according to an embodiment of the present invention comprises an injector which is arranged in an intake system of an engine for injecting LPG fuel. A tank contains the LPG fuel to feed that fuel to the injector. A supply line and a recovery line are connected between the injector and the fuel tank, so that the LPG fuel is supplied and recovered through the supply line and the recovery line. An EMS ECU (Electronic Control Unit of the Engine Management System) controls the injection time and the injection ratio of the LPG fuel to be injected through the injector, depending on the driving conditions. An LPI ECU (Liquefied Petroleum Gas Injection Electronic Control Unit) detects changes in temperature and pressure of the LPG fuel in a defined tank and recovery system between the fuel tank and the injector and controls the fuel and fuel system. fuel recovery so that the LPG fuel supply is limited during an emergency condition.

BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Per comprendere meglio la natura e gli scopi della presente invenzione si fa riferimento alla seguente descrizione dettagliata con i disegni allegati, in cui: To better understand the nature and purposes of the present invention, reference is made to the following detailed description with the attached drawings, in which:

la FIG. 1 è una vista che mostra la struttura di un sistema di motore LPI secondo una realizzazione preferita della presente invenzione; FIG. 1 is a view showing the structure of an LPI engine system according to a preferred embodiment of the present invention;

la FIG. 2 è uno schema a blocchi che mostra i sistemi di input e output di un'unità di controllo elettronico del sistema motore LPI di FIG. 1; e FIG. 2 is a block diagram showing the input and output systems of an electronic control unit of the engine system LPI of FIG. 1; And

la FIG. 3 è una vista in sezione che mostra un iniettore del sistema di motore LPI di FIG. 1. FIG. 3 is a sectional view showing an injector of the LPI engine system of FIG. 1.

DESCRIZIONE DETTAGLIATA DELLE REALIZZAZIONI DETAILED DESCRIPTION OF THE REALIZATIONS

In quanto segue, verrà descritta una realizzazione preferita della presente invenzione in modo dettaglia-to, con riferimento ai disegni allegati. In what follows, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail, with reference to the accompanying drawings.

Come si vede nella FIG. 1, un sistema di motore LPI (iniezione di gas di petrolio liquefatto) secondo la realizzazione preferita della presente invenzione comprende un iniettore 3 che è disposto in un sistema di aspirazione di un motore 1 per iniettare il carburante GPL (gas di petrolio liquefatto), ed un serbatoio di carburante 5 in cui è contenuto il carburante GPL sotto alta pressione per alimentare il carburante GPL all'iniettore 3. Il sistema di motore LPI comprende inoltre una tubazione di alimentazione 7 ed una tubazione di recupero 9 che sono collegate tra l'iniettore 3 ed il serbatoio di carburante 5 affinché il carburante GPL venga fornito e recuperato attraverso la tubazione di alimentazione 7 e la tubazione di recupero 9. Il sistema di motore LPI comprende inoltre una EMS ECU (unità di controllo elettronico del sistema di gestione del motore) 11 che controlla opportunamente il tempo e il rapporto di iniezione di carburante GPL attraverso l'iniettore 3, a seconda delle condizioni di marcia, e una LPI ECU (unità di controllo elettronico dell'iniezione di gas di petrolio liquefatto) 13 che rivela variazioni nelle proprietà fisiche di un carburante fornito e nel sistema di recupero definito tra il serbatoio di carburante 5 e l'iniettore 3 e controlla il funzionamento del sistema di alimentazione e recupero del carburante. As seen in FIG. 1, an LPI (Liquefied Petroleum Gas Injection) engine system according to the preferred embodiment of the present invention comprises an injector 3 which is arranged in an intake system of an engine 1 for injecting the LPG (liquefied petroleum gas) fuel, and a fuel tank 5 in which the LPG fuel is contained under high pressure to supply the LPG fuel to the injector 3. The LPI engine system further comprises a supply line 7 and a recovery line 9 which are connected between the injector 3 and the fuel tank 5 so that the LPG fuel is supplied and recovered through the supply line 7 and the recovery line 9. The LPI engine system also includes an EMS ECU (Electronic Control Unit of the Engine Management System ) 11 which appropriately controls the time and ratio of LPG fuel injection through the injector 3, according to the driving conditions, and a L PI ECU (Liquefied Petroleum Gas Injection Electronic Control Unit) 13 which detects changes in the physical properties of a supplied fuel and recovery system defined between fuel tank 5 and injector 3 and monitors the operation of the system fuel supply and recovery.

La EMS ECU 11 è collegata con un ATS (sensore di temperatura dell'aria) 101, un sensore MAF (flusso della massa di aria) 102, un TPS (sensore di posizione della farfalla) 103, un CPS (sensore di posizione dell'albero a gomiti) 104, un WTS (sensore della temperatura dell'acqua) 105, un sensore di ossigeno 106 e un sensore di detonazione 107. La EMS ECU 11 riceve informazioni relative ad una varietà di proprietà fisiche, che variano durante il funzionamento del motore, dai sensori summenzionati. Inoltre, la EMS ECU 11 controlla l'attuatore di velocità in folle 108 che è montato sul sistema di aspirazione, regolando in tal modo il rapporto di avanzamento dell'aria durante il funzionamento in folle. The EMS ECU 11 is connected with an ATS (Air Temperature Sensor) 101, a MAF (Air Mass Flow) sensor 102, a TPS (Throttle Position Sensor) 103, a CPS (Throttle Position Sensor) crankshaft) 104, a WTS (water temperature sensor) 105, an oxygen sensor 106 and a knock sensor 107. The EMS ECU 11 receives information relating to a variety of physical properties, which vary during operation of the engine, from the aforementioned sensors. Additionally, the EMS ECU 11 controls the neutral speed actuator 108 which is mounted on the intake system, thereby adjusting the air advance ratio during neutral operation.

La LPI ECU 13 è collegata sia ad un sensore di temperatura del carburante 111 montato sulla tubazione di alimentazione 7, che ad un sensore di pressione del carburante 112 montato sulla tubazione di recupero 9, cosicché la LPI ECU 13 riceve informazioni relative a temperatura e pressione del carburante GPL rilevate dal sensore di temperatura del carburante 111 e senso-re di pressione del carburante 112. The LPI ECU 13 is connected both to a fuel temperature sensor 111 mounted on the supply line 7, and to a fuel pressure sensor 112 mounted on the recovery line 9, so that the LPI ECU 13 receives information relating to temperature and pressure LPG fuel detected by fuel temperature sensor 111 and fuel pressure sensor 112.

Inoltre, una prima valvola di chiusura 113, che controlla l'apertura e la chiusura di un percorso di alimentazione del carburante, è montata sulla tubazione di alimentazione 7. Un modulo di pompa carburante 114 per l'alimentazione del carburante GPL è montato nel serbatoio carburante 5. Una seconda valvola di chiusura 115, che limita lo scarico del carburante GPL dal serbatoio del carburante 5, è montata sul serbatoio carburante 5. La prima e seconda valvola di chiusura 113 e 115 e il modulo di pompa carburante 114 sono im-piegate sotto il controllo della LPI ECU 13. In addition, a first shut-off valve 113, which controls the opening and closing of a fuel supply path, is mounted on the supply line 7. A fuel pump module 114 for supplying the LPG fuel is mounted in the tank. 5. A second shut-off valve 115, which restricts the discharge of LPG fuel from the fuel tank 5, is mounted on the fuel tank 5. The first and second shut-off valves 113 and 115 and the fuel pump module 114 are im- folded under the control of the LPI ECU 13.

La EMS ECU 11 e la LPI ECU 13 sono collegate l'una all'altra attraverso una comunicazione CAN (rete di area di controllo) per condividere varie informazioni. Come si vede nella FIG. 2, la LPI ECU 13 definisce un terminale di alimentazione della batteria, un termina-le di alimentazione della batteria di un'estremità posteriore di una chiave di accensione, un terminale di alimentazione della batteria di un'estremità posteriore di un relè principale, un terminale diagnostico della pompa carburante, un terminale di rivelazione del commutatore del GPL, un terminale di rivelazione della temperatura del carburante, un terminale di rivelazione della pressione del carburante ed un termi-nale di entrata dell'iniettore come terminali di entrata . EMS ECU 11 and LPI ECU 13 are connected to each other through CAN (Control Area Network) communication to share various information. As seen in FIG. 2, the LPI ECU 13 defines a battery power terminal, a battery power terminal of a rear end of an ignition key, a battery power terminal of a rear end of a main relay, a fuel pump diagnostic terminal, an LPG switch detection terminal, a fuel temperature detection terminal, a fuel pressure detection terminal and an injector input terminal as input terminals.

Inoltre, la LPI ECU 13 definisce un terminale di controllo del relè della pompa carburante, un terminale di controllo della spia di avviamento di GPL, un terminale di controllo della pompa carburante, un terminale di uscita dell'iniettore, un terminale di con-trollo del solenoide di chiusura dell'iniettore, un terminale di controllo della valvola di chiusura lato motore e un terminale di controllo della valvola di chiusura lato serbatoio, come terminali di uscita. In addition, the LPI ECU 13 defines a fuel pump relay control terminal, an LPG start indicator control terminal, a fuel pump control terminal, an injector output terminal, a control terminal. the injector shut-off solenoid, an engine-side shut-off valve control terminal and a tank-side shut-off valve control terminal as output terminals.

La LPI ECU 13 è collegata alla EMS ECU 11 attraverso i terminali di comunicazione alto/basso CAN ed è collegata al dispositivo diagnostico, come una presa "hiscan" per la manutenzione del veicolo, attraverso ter-minali di comunicazione di input/output separati. The LPI ECU 13 is connected to the EMS ECU 11 through the CAN high / low communication terminals and is connected to the diagnostic device, such as a "hiscan" socket for vehicle maintenance, through separate input / output communication terminals.

Come si vede nella FIG. 3, l'iniettore 3 comprende una parte di controllo dell'iniezione (A) che controlla il tempo e il rapporto di iniezione del carburante GPL che deve essere iniettato nel sistema di aspirazione del motore 1 sotto il controllo della EMS ECU 11, ed una parte di chiusura del percorso (B) che funziona per controllare l'apertura e la chiusura di un percorso di iniezione del carburante GPL, definito tra l'iniettore 3 e il sistema di aspirazione del motore 1, a seconda della condizione operativa del motore 1. L'iniettore 3 comprende inoltre una parte di montaggio (C) attraverso la quale l'iniettore 3 viene montato nel sistema di aspirazione. La parte di controllo dell'iniezione (A), la parte di chiusura del percorso (B) e la parte di montaggio (C) sono integrate tra di loro. As seen in FIG. 3, the injector 3 comprises an injection control part (A) which controls the injection time and ratio of the LPG fuel to be injected into the intake system of the engine 1 under the control of the EMS ECU 11, and a path closing part (B) which functions to control the opening and closing of an LPG fuel injection path, defined between injector 3 and the intake system of engine 1, depending on the operating condition of engine 1 The injector 3 further comprises a mounting part (C) through which the injector 3 is mounted in the intake system. The injection control part (A), the path closing part (B) and the mounting part (C) are integrated with each other.

Per la struttura summenzionata, l'iniettore 3 comprende un corpo principale 17 che è montato su un collettore di aspirazione 15, cioè il sistema di aspirazione del motore 1, un'apertura 19 che è definita come posizione predeterminata nel corpo principale 17 tale che l'apertura 19 comunichi con la tubazione di alimenta-zione 7, ed un ugello 21 che è montato ad un'estremità inferiore del corpo principale 17 per iniettare il carburante GPL nel collettore di aspirazione 15. For the aforementioned structure, the injector 3 comprises a main body 17 which is mounted on an intake manifold 15, i.e. the intake system of the engine 1, an opening 19 which is defined as a predetermined position in the main body 17 such that the The opening 19 communicates with the supply line 7, and a nozzle 21 which is mounted at a lower end of the main body 17 for injecting the LPG fuel into the intake manifold 15.

In questo caso, la parte di controllo dell'iniezione (A) dell'iniettore 3 comprende una prima bobina 23 di-sposta in una posizione superiore del corpo principale 17 e viene magnetizzata mediante il controllo della EMS ECU 11, e un primo stantuffo 25 che viene spostato per effetto della magnetizzazione della prima bobina 23 e quindi controlla il percorso di flusso del carburante GPL definito nell'iniettore 3. In this case, the injection control part (A) of the injector 3 comprises a first coil 23 disposed in an upper position of the main body 17 and is magnetized by the control of the EMS ECU 11, and a first piston 25 which is moved by the effect of the magnetization of the first coil 23 and therefore controls the flow path of the LPG fuel defined in the injector 3.

Inoltre la parte di chiusura del percorso (B) dell'iniettore 3 comprende una seconda bobina 27 disposta in posizione inferiore nel corpo principale 17 e che viene magnetizzata mediante il controllo della EMS ECU 11 che rivela se il motore 1 è con l'accensione inserita o disinserita, ed un secondo stantuffo 29 che viene spostato dalla magnetizzazione della seconda bobina 27 e quindi controlla il percorso di iniezione del carburante GPL definito attraverso l'ugello 21. Furthermore, the closing part of the path (B) of the injector 3 comprises a second coil 27 arranged in a lower position in the main body 17 and which is magnetized by the control of the EMS ECU 11 which detects whether the engine 1 is with the ignition switched on or disengaged, and a second piston 29 which is moved by the magnetization of the second coil 27 and therefore controls the injection path of the LPG fuel defined through the nozzle 21.

L'ugello 21 ha un involucro esterno 21a costituito da metallo come ottone, avente elevata conducibilità termica, cosicché il trasferimento di calore al collettore di aspirazione 15 è efficiente. Questo impedisce un decadimento della capacità di iniezione dovuto a congelamento dell'umidità attorno all'ugello 21 che si verifica per effetto del calore latente di evaporazione quando il carburante GPL viene iniettato attraverso l'ugello 21. The nozzle 21 has an outer casing 21a made of metal such as brass, having high thermal conductivity, so that the heat transfer to the intake manifold 15 is efficient. This prevents a decay of the injection capacity due to freezing of the moisture around the nozzle 21 which occurs due to the effect of the latent heat of evaporation when the LPG fuel is injected through the nozzle 21.

Il corpo principale 17 dell'iniettore 3 è diviso in un corpo superiore 17a ed un corpo inferiore 17b rispetto al primo stantuffo 25 per facilità di installazione della parte di controllo di iniezione (A) e della parte di chiusura del percorso (B). Naturalmente, il corpo superiore 17a e il corpo inferiore 17b, che sono stati separati l'uno dall'altro, vengono accoppiati rigidamente tra di loro dopo l'installazione della parte di controllo dell'iniezione (A) e della parte di chiusura del percorso (B) nel corpo superiore 17a e nel corpo inferiore 17b. The main body 17 of the injector 3 is divided into an upper body 17a and a lower body 17b with respect to the first piston 25 for ease of installation of the injection control part (A) and of the path closing part (B). Of course, the upper body 17a and the lower body 17b, which have been separated from each other, are rigidly coupled to each other after the installation of the injection control part (A) and the path closing part (B) in the upper body 17a and in the lower body 17b.

Il funzionamento del sistema motore LPI della presente invenzione verrà descritto in dettaglio in quanto segue . The operation of the LPI engine system of the present invention will be described in detail in the following.

Anzitutto la EMS ECU 11 riceve vari dati, come la temperatura dell'aria di aspirazione, il rapporto di aspirazione dell'aria, il rapporto di apertura della farfalla, la posizione dell'albero a gomiti, la quantità di ossigeno, la detonazione, ecc., che variano durante il funzionamento del motore 1, da ATS 101, dal sensore MAF 102, TPS 103, CPS 104, WTS 105, dal sensore di ossigeno 106 e dal sensore di detonazione 107. Nel funzionamento in folle, la EMS ECU 11 controlla l'attuatore della velocità in folle 108 che è disposto nel sistema di aspirazione, regolando in tal modo la quantità di aria aspirata nella camera di combustione del motore 1. First of all the EMS ECU 11 receives various data, such as the intake air temperature, the air intake ratio, the throttle opening ratio, the position of the crankshaft, the amount of oxygen, the knock, etc. ., which vary during operation of engine 1, from ATS 101, sensor MAF 102, TPS 103, CPS 104, WTS 105, oxygen sensor 106 and knock sensor 107. In neutral operation, the EMS ECU 11 controls the neutral speed actuator 108 which is disposed in the intake system, thereby regulating the amount of air drawn into the combustion chamber of engine 1.

La LPI ECU 13, che è collegata sia al sensore 111 della temperatura del carburante montato sulla tubazione di alimentazione 7 che al sensore 112 della pressione del carburante montato sulla tubazione di recupero 9, riceve informazioni relative alla temperatura e pres-sione del carburante GPL rilevate dal sensore di tem-peratura del carburante 111 e dal sensore di pressione del carburante 112. The LPI ECU 13, which is connected both to the fuel temperature sensor 111 mounted on the supply line 7 and to the fuel pressure sensor 112 mounted on the recovery line 9, receives information relating to the temperature and pressure of the LPG fuel detected. the fuel temperature sensor 111 and the fuel pressure sensor 112.

Inoltre, la LPI ECU 13 controlla la prima valvola di chiusura 113 montata sulla tubazione di alimentazione 7 e la seconda valvola di chiusura 115 montata sul serbatoio carburante 5, controllando in tal modo l'alimentazione di carburante attraverso il percorso di alimentazione di carburante. Furthermore, the LPI ECU 13 controls the first shut-off valve 113 mounted on the supply line 7 and the second shut-off valve 115 mounted on the fuel tank 5, thereby controlling the supply of fuel through the fuel supply path.

Per questo, come si vede nella FIG. 2, ai terminali di entrata/uscita della LPI ECU 13, vari tipi di informazione relativi al veicolo in marcia vengono introdotti o ottenuti attraverso i percorsi di input/output. For this, as seen in FIG. 2, at the input / output terminals of the LPI ECU 13, various types of information relating to the vehicle in motion are introduced or obtained through the input / output paths.

Il terminale di alimentazione della batteria riceve direttamente la tensione della batteria da EMS ECU 11 e quindi permette alla LPI ECU 13 di confermare la condizione della tensione. Il terminale della tensione di batteria all'estremità posteriore della chiave di accensione consente alla LPI ECU 13 di determinare se la chiave di accensione del veicolo è in posizione ON oppure in posizione OFF. Il terminale di alimentazione della batteria all'estremità posteriore del relè prin-cipale consente alla LPI ECU 13 di usare la tensione stabile all'estremità posteriore del relè principale come alimentazione principale di energia. Il terminale diagnostico della pompa carburante consente alla LPI ECU 13 di determinare se vi è un malfunzionamento della pompa carburante usando le informazione raccolte mediante 1'autodiagnosi realizzata nella pompa carburante. Se vi è un malfunzionamento, il terminale diagnostico della pompa carburante porta la LPI ECU 13 a registrarlo come codice di problema diagnostico. Il terminale di rivelazione dell'interruttore GPL consente alla LPI ECU 13 di rivelare un segnale di commutazione, generato quando un conducente aziona un interruttore GPL, disposto sul lato passeggero del veicolo, per interrompere l'alimentazione di carburante GPL onde soddisfare i regolamenti di sicurezza in condizioni di emergenza, e quindi limitare il funzionamento della prima e seconda valvola di chiusura 113 e 115 e del modulo pompa carburante 114 attraverso il segnale. Il terminale di rilevazione della temperatura del carburante consente alla LPI ECU 13 di determinare la temperatura del carburante usando un segnale ottenuto dalla rivelazione del sensore di temperatura del carburante 111 ed applicare l'informazione al controllo del carburante. Il terminale di rivelazione della pressione del carburante consente alla LPI ECU 13 di determinare la pressione del carburante usando un segnale rivelato dal sensore di pressione del carburante 112 e applicare l'informazione al controllo del carburante. Il terminale di input dell'iniettore rende possibile per la LPI ECU 13 determinare la condizione di marcia attuale del veicolo dall'informazione sul veicolo rilevata da EMS ECU 11 usando i vari sensori ed emettere un segnale di controllo tale che il tempo di iniezione e il rapporto di iniezione del carburante GPL vengono opportunamente regolati. The battery power terminal directly receives the battery voltage from EMS ECU 11 and thus allows the LPI ECU 13 to confirm the voltage condition. The battery voltage terminal at the rear end of the ignition key allows the LPI ECU 13 to determine whether the vehicle's ignition key is in the ON or OFF position. The battery power terminal at the rear end of the main relay allows the LPI ECU 13 to use the stable voltage at the rear end of the main relay as the main power supply. The fuel pump diagnostic terminal allows the LPI ECU 13 to determine if there is a fuel pump malfunction using the information gathered by the self-diagnosis performed in the fuel pump. If there is a malfunction, the fuel pump diagnostic terminal causes the LPI ECU 13 to register it as a diagnostic trouble code. The LPG switch detection terminal allows the LPI ECU 13 to detect a switching signal, generated when a driver operates an LPG switch, located on the passenger side of the vehicle, to shut off the LPG fuel supply to meet safety regulations in emergency conditions, and therefore limit the operation of the first and second shut-off valves 113 and 115 and of the fuel pump module 114 through the signal. The fuel temperature sensing terminal allows the LPI ECU 13 to determine the fuel temperature using a signal obtained from the detection of the fuel temperature sensor 111 and apply the information to the fuel control. The fuel pressure sensing terminal allows the LPI ECU 13 to determine the fuel pressure using a signal detected by the fuel pressure sensor 112 and apply the information to the fuel control. The injector input terminal makes it possible for the LPI ECU 13 to determine the current vehicle running condition from the vehicle information detected by EMS ECU 11 using the various sensors and output a control signal such that the injection time and the LPG fuel injection ratio are appropriately adjusted.

Quando la LPI ECU 13 rileva un evento di accensione ON, la LPI ECU 13 emette un segnale ON ad un relè per azionare il modulo di pompa carburante attraverso il terminale di controllo del relè pompa carburante. Quando la LPI ECU 13 determina che le condizioni che permettono al motore di venire avviato sono soddisfat-te usando la temperatura e la pressione del carburante rilevate dopo l'evento di accensione ON, la LPI ECU 13 emette un segnale per spegnere la spia di avviamento attraverso il terminale di controllo della spia di avviamento GPL. Il terminale di controllo della pompa carburante permette a LPI ECU 13 di controllare la pompa carburante in più stadi tali che venga alimentata una quantità opportuna di carburante nel motore a seconda delle condizioni del motore. Il terminale di uscita dell'iniettore consente a LPI ECU 13 di controllare il funzionamento dell'iniettore 3 usando il segnale di input dell'iniettore trasmesso da EMS ECU 11. Il terminale di controllo del solenoide di chiusura dell'iniettore permette a LPI ECU 13 di controllare la chiusura del solenoide dell'iniettore cosicché, quando si verifica l'evento di accensione ON, la parte di chiusura del percorso (B) dell'iniettore 3 viene chiusa e quando si verifica l'evento di accensione OFF, la parte di chiusura del percorso (B) dell'iniettore viene aperta, impedendo così che il carburante GPL goccioli indesiderabilmente dall'iniettore 3. Quando si verifica l'evento di accensione ON, il terminale di controllo della valvola di chiusura dal lato motore e il terminale di controllo della valvola di chiusura dal lato serbatoio consentono a LPI ECU 13 di aprire le valvole chiuse per l'alimentazione di carbu-rante. Quando si verifica un evento di accensione OFF, esse permettono a LPI ECU 13 di chiudere le valvole di chiusura. Inoltre, quando l'interruttore GPL viene aperto in condizioni di emergenza, questo permette a LPI ECU 13 di chiudere le valvole di chiusura per interrompere l'alimentazione di carburante. When the LPI ECU 13 detects an ignition ON event, the LPI ECU 13 outputs an ON signal to a relay to operate the fuel pump module through the fuel pump relay control terminal. When the LPI ECU 13 determines that the conditions that allow the engine to start are met using the temperature and fuel pressure detected after the ignition ON event, the LPI ECU 13 emits a signal to turn off the start light. through the LPG start indicator control terminal. The fuel pump control terminal allows LPI ECU 13 to control the fuel pump in several stages such that an appropriate amount of fuel is fed into the engine depending on the condition of the engine. The injector output terminal allows LPI ECU 13 to control the operation of injector 3 using the injector input signal transmitted by EMS ECU 11. The injector close solenoid control terminal allows LPI ECU 13 to control the closing of the injector solenoid so that, when the ignition ON event occurs, the closing part of the path (B) of the injector 3 is closed and when the ignition OFF event occurs, the part of injector path closure (B) is opened, thus preventing LPG fuel from dripping undesirably from injector 3. When the ignition ON event occurs, the engine-side shut-off valve control terminal and the control of the shut-off valve from the tank side allows LPI ECU 13 to open closed valves for the fuel supply. When an ignition OFF event occurs, they allow LPI ECU 13 to close the shutoff valves. Furthermore, when the LPG switch is opened in emergency conditions, this allows the LPI ECU 13 to close the shut-off valves to cut off the fuel supply.

La LPI ECU 13 ha terminali di comunicazione alto/basso, cosicché la LPI ECU 13 realizza una comunicazione CAN con la EMS ECU 11 attraverso i terminali di comunicazione alto/basso. La LPI ECU 13 ha i terminali di comunicazione input/output che sono disposti separatamente dai terminali di comunicazione alto/basso, cosicché la LPI ECU 13 comunica con i dispositivi diagnostici, come una presa hi-scan per la manutenzione del veicolo, attraverso i terminali di comunicazione di input/output. The LPI ECU 13 has high / low communication terminals, so that the LPI ECU 13 realizes CAN communication with the EMS ECU 11 through the high / low communication terminals. The LPI ECU 13 has the input / output communication terminals which are arranged separately from the high / low communication terminals, so that the LPI ECU 13 communicates with the diagnostic devices, such as a hi-scan socket for vehicle maintenance, through the terminals. input / output communication.

L'iniettore 3 comprende la parte di controllo dell'iniezione (A) che controlla il tempo e il rapporto di iniezione del carburante GPL che deve venire iniettato nel sistema di aspirazione del motore 1, e la parte di chiusura del percorso (B) che funziona in modo da controllare l'apertura e la chiusura del percorso di iniezione del carburante GPL, definito tra l'iniettore 3 e il sistema di aspirazione del motore 1, a seconda della condizione operativa del motore 1. La parte di controllo dell'iniezione (A) controlla il tempo di iniezione e la velocità di iniezione del carburante GPL, iniettato nel collettore di aspirazione 15 attraverso l'ugello 21, usando il primo stantuffo 25 che viene spostato dalla prima bobina 23 magnetizzata sotto il controllo di EMS ECU 11. The injector 3 comprises the injection control part (A) which controls the injection time and ratio of the LPG fuel to be injected into the intake system of the engine 1, and the path closing part (B) which operates to control the opening and closing of the LPG fuel injection path, defined between the injector 3 and the intake system of the engine 1, depending on the operating condition of the engine 1. The injection control part (A) controls the injection time and injection speed of the LPG fuel, injected into the intake manifold 15 through the nozzle 21, using the first plunger 25 which is moved by the first magnetized coil 23 under the control of EMS ECU 11.

Inoltre, la parte di chiusura del percorso (B) rivela la condizione di accensione del motore 1, cosicché, quando il motore 1 è in una condizione di accensione ON, la parte di chiusura del percorso (B) apre il percorso di flusso del carburante GPL, definito in modo da portare l'ugello 21 nel corpo principale 17, usando il secondo stantuffo 29 che viene spostato dalla seconda bobina 27 magnetizzata sotto il controllo della EMS ECU 11. Quando il motore 1 entra nella condizione di accensione OFF, la parte di chiusura del percorso (B) viene chiusa, impedendo cosi fondamentalmente il gocciolamento del carburante GPL nel sistema di aspirazione del motore 1 attraverso l'iniettore 3 per effetto dell'aumento di pressione causato dall'aumento di temperatura del sistema carburante quando l'accensione è spenta. Further, the path closing portion (B) detects the ignition condition of the engine 1, so that when the engine 1 is in an ignition ON condition, the path closing portion (B) opens the fuel flow path. LPG, defined to bring the nozzle 21 into the main body 17, using the second plunger 29 which is moved by the second magnetized coil 27 under the control of the EMS ECU 11. When the engine 1 enters the ignition OFF condition, the part path closure (B) is closed, thus basically preventing the LPG fuel from dripping into the intake system of the engine 1 through the injector 3 due to the pressure increase caused by the temperature increase of the fuel system when ignition is off.

L'involucro esterno 21a dell'ugello 21 dell'iniettore 3 è pure fabbricato in metallo come ottone con elevata conducibilità termica, per impedire che l'umidità con-geli attorno all'ugello 21 per effetto del calore latente di evaporazione quando il carburante GPL viene iniettato attraverso l'ugello 21. Pertanto, la capacità di iniezione dell'iniettore 3 non può venire alterata per il congelamento di umidità attorno all'ugello 21. The outer casing 21a of the nozzle 21 of the injector 3 is also made of metal such as brass with high thermal conductivity, to prevent moisture from freezing around the nozzle 21 due to the latent heat of evaporation when the LPG fuel is injected through the nozzle 21. Therefore, the injection capacity of the injector 3 cannot be altered by the freezing of moisture around the nozzle 21.

Come è evidente da quanto precede, un sistema di moto-re LPI secondo la presente invenzione inietta direttamente il carburante GPL sotto alta pressione e allo stato liquefatto in un sistema di aspirazione di un motore attraverso un iniettore ed è in grado di controllare con precisione il rapporto di iniezione del carburante GPL attraverso il controllo dell'iniettore, migliorando così il rapporto di consumo di carburante e la prestazione di potenza di un veicolo, e miglio-rando la facilità di avviamento del veicolo in inverno. Inoltre, la presente invenzione non richiede più la manutenzione per risolvente il problema dei depositi catramosi dopo la combustione. As is evident from the foregoing, an LPI engine system according to the present invention directly injects LPG fuel under high pressure and in a liquefied state into an intake system of an engine through an injector and is capable of precisely controlling the LPG fuel injection ratio through injector control, thereby improving the fuel consumption ratio and power performance of a vehicle, and improving the ease of starting the vehicle in winter. Furthermore, the present invention no longer requires maintenance to solve the problem of tar deposits after combustion.

Inoltre, la presente invenzione controlla l'iniettore che regola il rapporto di iniezione del carburante GPL nel sistema di aspirazione del motore, cosicché il percorso di iniezione di carburante GPL nel sistema di iniezione si apre o chiude a seconda della condizione operativa del motore. Così, si impedisce che il carburante GPL goccioli nel sistema di aspirazione del motore attraverso l'iniettore quando il motore è in una condizione di accensione disattivata. Furthermore, the present invention controls the injector which adjusts the LPG fuel injection ratio in the engine intake system, so that the LPG fuel injection path in the injection system opens or closes depending on the operating condition of the engine. Thus, LPG fuel is prevented from dripping into the engine intake system through the injector when the engine is in a deactivated ignition condition.

Claims (7)

RIVENDICAZIONI 1. Sistema di motore LPI (iniezione di gas di petrolio liquefatto), comprendente: un iniettore disposto in un sistema di aspirazione di un motore, per iniettare carburante GPL (gas di petro-lio liquefatto); un serbatoio del carburante per contenere il carburante GPL per alimentare il carburante GPL all'iniettore; una tubazione di alimentazione ed una tubazione di recupero collegate tra l'iniettore e il serbatoio carburante, tali che il carburante GPL venga fornito e recuperato attraverso la tubazione di alimentazione e la tubazione di recupero; una EMS ECU (unità di controllo elettronico del sistema di gestione motore) che controlla il tempo di iniezione ed il rapporto di iniezione del carburante GPL da iniettare attraverso l'iniettore, a seconda delle condizioni operative; e una LPI ECU (unità di controllo elettronico dell'iniezione del gas di petrolio liquefatto) per rivelare variazione di temperatura e pressione del carburante GPL in una tubazione di alimentazione del carburante e sistema di recupero definito tra il serbatoio carburante e l'iniettore e controllare l'alimentazione di carbu-rante ed il sistema di recupero cosicché l'alimenta zione del carburante GPL sia limitata durante una con-dizione di emergenza, in cui la EMS ECU riceve informazioni relative ad una varietà di proprietà fisiche, che variano durante il funzionamento del motore, da un ATS (sensore di tempe-ratura dell'aria), un sensore MAF (portata dell'aria in massa), un TPS (sensore della posizione della far-falla), un CPS (sensore della posizione dell'albero a gomiti), un WTS (sensore della temperatura dell'acqua) , un sensore di ossigeno e un sensore di detona-zione, e la EMS ECU controlla un attuatore della mar-cia in folle, montato nel sistema di aspirazione, per regolare il rapporto di aspirazione di aria in condi-zioni di marcia in folle, la LPI ECU riceve informazioni relative a temperatura e pressione del carburante GPL rivelate da un sensore di temperatura del carburante disposto sulla tubazione di alimentazione e mediante un sensore di pressione del carburante disposto sulla tubazione di recupero, il sistema motore LPI comprendendo inoltre: una prima valvola di chiusura montata sulla tubazione di alimentazione per controllare l'apertura e la chiusura di un percorso di alimentazione del carburante GPL; un modu-lo di pompa del carburante montato nel serbatoio car-burante per alimentare il carburante GPL; ed una seconda valvola di chiusura montata nel serbatoio carburante per limitare l'alimentazione del GPL dal serba-toio carburante, in cui la prima e la seconda valvola di chiusura e il modulo di pompa carburante vengono impiegati sotto il controllo della LPI ECU, e la EMS ECU e la LPI ECU sono collegate tra di loro attraverso una comunicazione CAN (rete di area di controllo) per condividere le informazioni. CLAIMS 1. LPI (Liquefied Petroleum Gas Injection) engine system, comprising: an injector disposed in an intake system of an engine, for injecting LPG (liquefied petroleum gas) fuel; a fuel tank to hold the LPG fuel to feed the LPG fuel to the injector; a supply pipe and a recovery pipe connected between the injector and the fuel tank, such that the LPG fuel is supplied and recovered through the supply pipe and the recovery pipe; an EMS ECU (electronic control unit of the engine management system) which controls the injection time and the injection ratio of the LPG fuel to be injected through the injector, according to the operating conditions; And an LPI ECU (Liquefied Petroleum Gas Injection Electronic Control Unit) to detect changes in LPG fuel temperature and pressure in a fuel supply line and recovery system defined between the fuel tank and the injector and check the 'fuel supply and the recovery system so that the supply of LPG fuel is limited during an emergency condition, where the EMS ECU receives information relating to a variety of physical properties, which vary during engine operation, from an ATS (air temperature sensor), a MAF (mass air flow) sensor, a TPS (throttle position sensor), a CPS (crankshaft position sensor), a WTS (water temperature sensor), an oxygen sensor and a knock sensor, and the EMS ECU controls a neutral gear actuator, mounted in the intake system, to adjust the air intake ratio in neutral gear conditions, the LPI ECU receives information relating to the temperature and pressure of the LPG fuel detected by a fuel temperature sensor arranged on the supply pipe and by means of a fuel pressure sensor arranged on the recovery pipe, the LPI engine system also comprising: a first valve shut-off valve mounted on the supply pipe to control the opening and closing of an LPG fuel supply path; a fuel pump module mounted in the fuel tank for supplying the LPG fuel; and a second shut-off valve mounted in the fuel tank for limiting the supply of LPG from the fuel tank, wherein the first and second shut-off valves and the fuel pump module are employed under the control of the LPI ECU, and the EMS ECU and the LPI ECU are connected to each other through a CAN communication (control area network) to share information. 2. Sistema di motore LPI secondo la rivendicazione 1, in cui l'iniettore comprende: un corpo principale montato su un collettore di aspirazione che è il sistema di aspirazione del motore; un'apertura definita in una posizione predeterminata del corpo principale, tale da comunicare con la tubazione di alimentazione; e un ugello montato ad un'estremità inferiore del corpo principale per iniettare il carburante GPL nel collettore di aspirazione, in cui l'iniettore comprende inoltre: una parte di controllo dell'iniezione per controllare il tempo e il rapporto di iniezione del carburante GPL da iniettare nel sistema di aspirazione del motore sotto il controllo della EMS ECU; una parte di chiusura del percorso per controllare l'apertura e la chiusura del percorso di iniezione del carburante GPL, definito tra l'iniettore ed il sistema di aspirazione del motore, a seconda della condizione operativa del motore; e una parte di montaggio attraverso la quale l'iniettore viene montato nel sistema di accensione. LPI engine system according to claim 1, wherein the injector comprises: a main body mounted on an intake manifold which is the engine intake system; an opening defined in a predetermined position of the main body, such as to communicate with the supply pipe; And a nozzle mounted at a lower end of the main body to inject LPG fuel into the intake manifold, wherein the injector further comprises: an injection control part for controlling the injection timing and ratio of the LPG fuel to be injected into the engine intake system under the control of the EMS ECU; a path closing part for controlling the opening and closing of the LPG fuel injection path, defined between the injector and the engine intake system, depending on the operating condition of the engine; And a mounting part through which the injector is mounted in the ignition system. 3. Sistema di motore LPI secondo la rivendicazione 2, in cui la parte di controllo dell'iniezione comprende: una prima bobina montata in una posizione superiore del corpo principale, la prima bobina essendo magnetizzata attraverso il controllo della EMS ECU; e un primo stantuffo che viene spostato in funzione della magnetizzazione della prima bobina, così da aprire o chiudere il percorso dì flusso del carburante GPL definito nell'iniettore. The LPI engine system of claim 2, wherein the injection control part comprises: a first coil mounted in an upper position of the main body, the first coil being magnetized through the control of the EMS ECU; and a first plunger which is moved as a function of the magnetization of the first coil, so as to open or close the flow path of the LPG fuel defined in the injector. 4. Sistema di motore LPI secondo la rivendicazione 2, in cui la parte di chiusura del percorso comprende: una seconda bobina montata in posizione inferiore nel corpo principale, la seconda bobina essendo magnetizzata dal controllo della EMS ECU che rileva se il motore è in una condizione di accensione attivata o in una condizione di accensione spenta; e un secondo stantuffo da spostare in funzione della magnetizzazione della seconda bobina, così da aprire o chiudere il percorso di iniezione di carburante GPL definito attraverso l'ugello. The LPI engine system of claim 2, wherein the closing portion of the path comprises: a second coil mounted lower in the main body, the second coil being magnetized by the EMS ECU control which detects if the engine is in a ignition on condition or in an ignition off condition; And a second plunger to be moved according to the magnetization of the second coil, so as to open or close the LPG fuel injection path defined through the nozzle. 5. Sistema di motore LPI secondo la rivendicazione 2, in cui l'ugello comprende un involucro esterno costi-tuito da metallo avente elevata conducibilità termica. 5. An LPI engine system according to claim 2, wherein the nozzle comprises an outer casing made of metal having high thermal conductivity. 6. Sistema di motore LPI secondo la rivendicazione 5, in cui l'involucro esterno dell'ugello è in ottone. 6. LPI engine system according to claim 5, wherein the outer casing of the nozzle is made of brass. 7. Sistema di motore LPI secondo la rivendicazione 3, in cui il corpo principale dell'iniettore è diviso in un corpo superiore ed un corpo inferiore dal primo stantuffo, e il corpo superiore ed il corpo inferiore vengono accoppiati tra di loro dopo che la parte di controllo dell'iniezione e la parte di chiusura del percorso sono state rispettivamente installate nel corpo superiore e nel corpo inferiore.7. LPI engine system according to claim 3, wherein the main body of the injector is divided into an upper body and a lower body by the first plunger, and the upper body and the lower body are coupled together after the part injection control and the closing part of the path were respectively installed in the upper body and in the lower body.
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